Грааль-Арельский (псевдоним Стефана Стефановича Петрова) родился в 1888 (по другим сведениям — 1889) году в крестьянской семье. Учился в петербургском реальном училище А. Копылова и гимназии К. Мая. После окончания гимназии в 1909 году поступил в Петурбургский университет на астрономический факультет, из которого был исключен в 1914 году за неуплату. Работал в обсерватории Народного дома. В студенческие годы участвовал в революционном движении, был членом партии эсеров.
Печататься начал с 1910 года. Вскоре познакомился с Игорем Северяниным и К. Олимповым, вместе с ними принимал участие в вечерах эгофутуристов.
В 1911 году он познакомился с А. Блоком. В этом же году в Петербурге вышла книга стихов Грааль-Арельского “Голубой абажур”, которая была замечена Блоком, похвалившего ее, отметив при этом, что заглавие книги, равно как и псевдоним автора, ему не нравятся.
В конце этого же года познакомился с И. Игнатьевым и в январе 1912 года вошел в “Академию эгопоэзии”, одновременно став и членом “Цеха поэтов”. Уже весной 1912 года по настоянию синдиков “Цеха” покинул вместе с Г. Ивановым “Академию”.
Вторая книга стихов Грааль-Арельского “Летейский брег” вышла в 1913 году под грифом “Цеха”. В ней были представлены образцы “научной поэзии” — стихи о космосе и планетах, о Д. Бруно (которому Грааль-Арельский впоследствии посвятил роман “Враг Птоломея”, Л., 1928).
Пребывание в “Цехе” стало для поэта ступенью в переходе от символизма к пропагандируемому им “сциентизму”.
Стихи Грааль-Арельского публиковались во многих журналах, альманахах и газетах. (“Гиперборей”, “Лукоморье”, “Нива”, “Новый журнал для всех”, “Петербургский глашатай”, “Нижегородец” и др.)
После 1917 года опубликовал поэму “Ветер с моря” (П., 1923), пьесу в стихах “Нимфа Ата” (П., 1923), книги “Повести о Марсе” (Л., 1925), “Гражданин Вселенной” (Л., 1925), “Солнце и время. Популярная астрономия для крестьянской молодежи” (М.–Л., 1926).
16 декабря 1935 года Грааль-Арельский был арестован. Спецколлегией Ленинградского обл. суда 1 апреля 1936 года приговорен к 10 годам ИТЛ по статье 58-10 УК РСФСР. Наказание отбывал в Ухтпечлаге. Умер 05 апреля 1937 года в Чибью Коми АССР